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A fotossíntese é a fonte de energia para toda a vida e um mecanismo importante para a ciclagem do carbono nos ecossistemas. Como um "fundo quente", a Lightspeed Photosynthesis também está criando "fotossíntese" com os empresários e a sociedade, conectando a inovação e ao mesmo tempo promovendo o desenvolvimento sustentável da sociedade.
A Entrepreneurship Network publicará sucessivamente a coluna de investimento "Fotossíntese" da Lightspeed Photosynthesis. Este artigo é a oitava edição da coluna, compartilhando a história por trás do investimento da Lightspeed Photosynthesis.

A origem da história pode ser um telefonema estranho, uma visita ou a atenção a um trabalho acadêmico... A intersecção entre a Fotossíntese Lightspeed e os empreendedores começa aqui. Não há troca de bebidas na mesa de vinhos e não há promessas generosas. Existe apenas companheirismo de longo prazo, compartilhamento de dor, compartilhamento de sucesso e prática do valor do longo prazo.

“Pense, foque, explore e inove”, esta é a crença de investimento da Lightspeed Photosynthesis. Com a busca final da indústria e as responsabilidades que os tempos nos confiam, procuramos ativamente a próxima oportunidade possível. Esperamos que os "Parceiros Globais da Inovação da China" se unam a mais pioneiros da inovação da indústria para trabalharem juntos em direção à luz e trabalharem juntos.

Em dezembro de 2021, "Angewandte Chemie", o principal jornal na área de química internacional, publicou um artigo. O conteúdo do artigo mostra que a membrana de troca aniônica (AEM), um componente chave das células a combustível de hidrogênio e dos eletrolisadores, fez um grande avanço. progresso.

A tecnologia de preparação e utilização de energia eficiente de hidrogênio mais avançada do mundo pode ser alcançada usando catalisadores de metais não nobres. Isso significa perspectivas mais convenientes de produção e uso de hidrogênio e é um fator importante para a futura produção em massa em larga escala de células de combustível de hidrogênio e eletrolisadores. . Um grande impulso para as aplicações.

Este artigo é o resultado de uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Hu Xile, fundador da NovaMea.

Hu Xile é um estudioso de destaque na área de materiais energéticos no mundo. Ele trabalha no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne (EPFL), a melhor universidade de ciência e engenharia do mundo. Ciências e ganhou vários prêmios. No início de 2023, como cofundador e presidente, ele cofundou a NovaMea na Suíça com seu aluno de doutorado Wu Xingyu, dedicada à pesquisa e desenvolvimento e à transformação tecnológica de materiais essenciais para equipamentos de energia de hidrogênio.

No início deste ano, a Lightspeed Photosynthesis investiu exclusivamente na rodada anjo da NovaMea, que também foi o primeiro financiamento externo da empresa.

Zhu Jia, parceiro da Lightspeed Photosynthesis, disse que o hidrogênio é um transportador de energia ideal com alta densidade energética. Ele pode se tornar uma nova geração de "petróleo" verde no futuro e se tornar um importante pilar da indústria na energia global.

"Para atingir o objetivo de longo prazo da neutralidade de carbono, um aspecto muito importante é realizar o hidrogênio verde. A Lightspeed Photosynthesis continua a buscar a tecnologia ideal de hidrogênio verde na indústria do hidrogênio verde, prestando atenção especial ao elo principal da tecnologia, que é a preparação do hidrogênio verde. A principal matéria-prima dos eletrolisadores de hidrogênio. Nessa direção geral, temos buscado equipes empreendedoras de destaque no setor e, finalmente, firmados na NovaMea. Acreditamos que, com sua tecnologia de ponta, podemos alcançar. uma posição de liderança neste mercado À medida que a indústria evolui, continuaremos a crescer maiores e mais fortes.”

De acordo com um relatório da Deloitte, a energia do hidrogénio pode gerar um comércio global no valor de 280 mil milhões de dólares por ano, entre 2023 e 2050, com uma dimensão de mercado superior a 1,4 biliões de dólares.

Será que a NovaMea conseguirá encontrar o seu próprio espaço na cadeia da indústria energética do hidrogénio?

Apostar na AEM para capacitar a tecnologia de produção de hidrogénio

O principal gargalo que impede o rápido desenvolvimento da indústria energética do hidrogénio é o elevado custo do fabrico e armazenamento do hidrogénio. Este problema só pode ser resolvido pelo laboratório.

Anos de investigação permitiram à equipa do Professor Hu Xile estocar tecnologias relacionadas com a produção de hidrogénio através da eletrólise da água, e também descobriram e perceberam anteriormente as deficiências das tecnologias comerciais de produção de hidrogénio existentes.

Atualmente, a principal tecnologia de produção de hidrogênio por eletrólise de água é dividida em quatro direções principais, a saber, eletrólise de água alcalina (ALK), eletrólise de membrana de troca de prótons (PEM), eletrólise de óxido sólido de alta temperatura (SOEC) e eletrólise de membrana de troca aniônica de polímero sólido ( AEM).

O núcleo envolvido aqui é a membrana de troca aniônica, que é um componente chave do eletrolisador, um dispositivo de reação para eletrólise da água para produzir hidrogênio. Esta película fina, com apenas algumas dezenas de mícrons de espessura, é comparável a um fio de cabelo. Sua função é transportar íons hidróxido entre o cátodo e o ânodo do eletrolisador enquanto isola a mistura de hidrogênio e oxigênio. Somente quando a membrana de troca é suficientemente fina é que a resistência à transmissão dos íons hidróxido pode ser reduzida e o desempenho da célula eletrolítica melhorado. A resistência da membrana também é importante; se ela quebrar, o hidrogênio e o oxigênio podem se misturar e causar incêndio ou explosão.

Entre as rotas técnicas mencionadas acima, a ALK é a mais antiga a ser aplicada. Foi comercializada no meu país e a cadeia industrial geral é relativamente madura. No entanto, a ALK ainda sofre com os problemas de baixa eficiência na produção de hidrogénio, grandes dimensões dos equipamentos e dificuldade de adaptação a fontes de energia renováveis, como a energia eólica e a energia solar.

SOEC e PEM estão nos estágios iniciais de desenvolvimento comercial. O preço do material do primeiro é o principal problema, e seu ciclo termoquímico, especialmente o início e a parada do sistema, acelerará o envelhecimento e reduzirá a vida útil do último; ser a chave para a cadeia da indústria de produção de hidrogênio. A próxima saída tem alta densidade, tamanho pequeno e baixo consumo de energia. No entanto, a desvantagem é que deve contar com metais preciosos como platina e irídio como catalisadores de titânio resistentes à corrosão. e os PEM perfluorados também são caros e difíceis de substituir. Indústria O custo do investimento é elevado.

AEM é diferente. Possui boa estanqueidade ao ar e baixa resistência, por isso possui alta eficiência na produção de hidrogênio. O uso de catalisadores de metais de transição também leva a custos mais baixos. Além disso, a água eletrolisada de suporte pode usar álcalis fracos como eletrólito, o que causará menos corrosão ao equipamento.

Exibição do produto

Estando na vanguarda da pesquisa acadêmica, o professor Hu Xile conduziu pesquisas sobre AEM desde muito cedo.Durante discussões com empresas da cadeia industrial, ele descobriu que os catalisadores desenvolvidos em laboratório naquela época não podiam ser aplicados a nenhum eletrolisador conhecido. Um grande número de documentos também mostrou que os defeitos de desempenho da membrana AEM eram as principais dificuldades técnicas na colocação. Eletrolisadores AEM em uso naquela época Houve uma falta de progresso efetivo tanto na academia quanto na indústria.

Essa lacuna fez a equipe de Hu Xile perceber que somente superando a membrana AEM os catalisadores de metais não preciosos podem ser realmente usados ​​​​em eletrolisadores, e a tecnologia AEM terá a oportunidade de substituir a tecnologia PEM.

Comece sua jornada empreendedora

NovaMea assume a missão do hidrogênio verde

Depois de decidir estabelecer o projeto AEM como um novo tema, o professor Hu Xile recrutou Wu Xingyu, o primeiro aluno de doutorado nessa direção vindo da China. Wu Xingyu se formou na Universidade de Tianjin com bacharelado e mestrado em engenharia química e tecnologia. Ele estudou com o professor Jiang Zhongyi, um conhecido estudioso na área de separação de membranas, e tem uma sólida experiência em projetos de engenharia e aplicações. Este curso é também o trunfo da Universidade de Tianjin, ficando em primeiro lugar na avaliação de disciplinas do Ministério da Educação por 4 vezes consecutivas. Em 2018, juntou-se ao grupo de pesquisa do Professor Hu Xile e concentrou-se na pesquisa e desenvolvimento de materiais centrais AEM.

Em 2022, Wu Xingyu, que está no quarto ano de seu doutorado, está prestes a se formar, o professor Hu Xile sugeriu que ele pudesse tentar algumas de suas pesquisas em engenharia. A partir disso, Wu Xingyu gradualmente começou a entender o mercado em áreas afins e também percebeu o enorme potencial comercial contido na tecnologia de produção de hidrogênio.

Wu Xingyu, que se formou no ano seguinte, ingressou na NovaMea, uma empresa iniciante de tecnologia de materiais para eletrolisadores, como cofundador e CEO, e embarcou oficialmente no caminho da comercialização da tecnologia central da energia de hidrogênio verde.

Parque de Inovação Tecnológica do Instituto Federal Suíço

Zhu Jia mencionou que ao investir na área de ciência e tecnologia, muitas vezes encontramos empresas que saíram do laboratório e implementaram a comercialização. “Muitos professores podem ter muito conhecimento sobre tecnologia, mas pode faltar sua compreensão da indústria e dos negócios.”

“No entanto, a primeira vez que me comuniquei com o Sr. Hu, descobri que ele tem uma visão e visão de negócios muito fortes. Pelo tipo de clientes com os quais ele escolhe cooperar e com que tipo de instituições ele escolhe cooperar, podemos ver isso. ele tem a capacidade de obter insights e compreender rapidamente a natureza dos negócios”, disse Zhu Jia.

Zhang Li, vice-presidente da Lightspeed Photosynthesis, também pensa da mesma maneira. Ele lembrou que no primeiro dia em que foi a Lausanne, na Suíça, para ajustes in loco, o professor Hu o levou ao seu restaurante japonês preferido. Após a refeição, enquanto conversava com o dono do restaurante japonês, o dono mencionou que estavam se preparando para abrir uma nova loja. Depois de ouvir isso, o professor Hu tomou a iniciativa de ajudar o chefe a analisar a distribuição da população de Lausanne, as preferências locais, a densidade populacional, etc., demonstrando sua perspicácia empresarial de forma abrangente. O dono da loja de comida japonesa balançava a cabeça frequentemente depois de ouvir sua análise.

“É importante que o fundador tenha uma visão do que é importante em todo o processo de negócios e do que pode ser relativamente sem importância. Além disso, ele tem uma capacidade muito forte de julgar a importância dos principais clientes e gastará muito de energia para promover o relacionamento com os principais clientes. Cooperação dos clientes Após nosso investimento, eles assinaram oficialmente e concluíram o primeiro pedido muito rapidamente", comentou Zhu Jia: "O Sr. Hu não é apenas um grande estudioso, mas também um experiente. homem de negocios. "

A empresa está em funcionamento há mais de um ano e a dupla professor-aluno tem uma divisão de trabalho relativamente clara: o professor Hu Xile é responsável pela coordenação das relações externas, como contactar governos locais, investidores externos, fundos industriais, etc.; enquanto Wu Xingyu se concentra na pesquisa e desenvolvimento da tecnologia AEM da empresa e no desenvolvimento de mercado.

Para o novo NovaMea, o maior desafio é tirar os materiais AEM do laboratório e colocá-los em eletrolisadores dedicados. "Nossos materiais são muito bons. As condições de reação do AEM são mais suaves que as do PEM e ALK. A atividade e a estabilidade das membranas poliméricas e dos metais não nobres serão melhores neste ambiente. Esta rota técnica é viável. No entanto, mais experimental dados ainda são necessários.”

Zhu Jia disse que qualquer tecnologia inovadora precisa de um processo maduro de industrialização, que também é uma lei natural da indústria. O princípio do AEM foi totalmente estudado pela indústria Em comparação com ALK e PEM, apresenta vantagens naturais, mas seu maior problema é como garantir a confiabilidade e estabilidade do material quando ele é industrializado em larga escala.

"Esta é precisamente uma das principais razões pelas quais estamos otimistas em relação à NovaMea. Ela realmente resolve o principal problema de estabilidade do material de membrana da AEM. A vida útil da membrana pode ser 10 vezes melhor do que a das membranas existentes. Em última análise, quando for usado em eletrolisadores Depois de instalado, pode apresentar melhor desempenho e maior durabilidade, e seus indicadores de atenuação de desempenho também são muito melhores que os de outros pares ".

Domine a tecnologia principal e tenha amplas perspectivas de mercado

Apoiada nas mais recentes conquistas tecnológicas da AEM, a NovaMea acredita que esta será uma oportunidade importante para promover a aplicação em larga escala do hidrogénio verde, e pode até ser um pré-requisito para o crescimento de toda a indústria energética do hidrogénio.

Até o nível da empresa, a previsão técnica de rotas e o rápido avanço da NovaMea garantiram sua vantagem competitiva sobre outros concorrentes do setor. Como uma das primeiras equipes de pesquisa da AEM, a equipe de pesquisa do Professor Hu Xile acumulou uma grande quantidade de dados experimentais e experiência em engenharia e entrou na fase de negociação com clientes, promoção de cooperação e obtenção de pedidos.

A NovaMea, líder em tecnologia, está progredindo sem problemas. Ela não apenas concluiu a rodada de financiamento anjo este ano, mas também recebeu um fluxo constante de necessidades corporativas. As fontes de cooperação são diversas. Uma é uma empresa de células de combustível que espera adquirir membranas AEM e materiais de eletrodos e transformá-las em um eletrolisador. A outra é uma empresa comercial na indústria de energia de hidrogênio mais a jusante. Algumas empresas líderes nacionais e estrangeiras tornaram-se clientes da NovaMea ou estão discutindo ativamente o espaço de cooperação.

O layout da cadeia da indústria do hidrogênio verde pela Lightspeed Photosynthesis é, na verdade, muito inicial. De acordo com Zhu Jia, a jusante do hidrogénio verde, a aplicação final do hidrogénio tem como alvo os componentes principais das células de combustível - compressores de ar e eléctrodos de membrana. Investiu em duas empresas líderes nesta indústria na China, Shiga Turbo e Dinastia Tang. .A Feng Energy investiu na Lanneng, uma empresa nacional líder no setor de armazenamento e transporte de hidrogênio. NovaMea é uma empresa que a Lightspeed Photosynthesis estabeleceu no link upstream de produção de hidrogênio.

Protótipo de equipamento de produção

Estendendo-se para fora, o hidrogénio verde é adequado para uma maior combinação com a captura de carbono para sintetizar uma nova geração de combustível verde, como o metanol. No processo de captura de carbono, a Lightspeed Photosynthesis investiu na Feynman Power para converter dióxido de carbono em monóxido de carbono verde através da tecnologia de eletrólise, que é então combinado com hidrogênio verde para sintetizar ainda mais produtos industriais verdes, como metanol, combustível e ácido acético. Na verdade, a NovaMea e a Feynman Power são duas importantes empresas upstream no futuro campo dos combustíveis verdes.

Atualmente, a NovaMea chegou a um acordo de desembarque com a cidade de Suzhou e estabelecerá sua sede chinesa e linha de produção no Parque Industrial de Suzhou para produzir o primeiro lote de filmes AEM. No futuro, a estratégia da empresa concentrar-se-á mais na sede de Suzhou, a China tornar-se-á o mercado principal e desenvolverá um layout de negócios mais profundo na Europa e no mundo, com a Suíça como centro.

"Nós nos posicionamos como um fornecedor essencial de materiais para equipamentos de energia. Em termos de objetivos e visão de longo prazo, insistimos na pesquisa e desenvolvimento de tecnologia original, exploramos profundamente os mercados chinês e global e nos tornamos a empresa de tecnologia mais competitiva no campo de energia de hidrogênio." Concluíram o professor Hu Xile e o Dr. Wu Xingyu.

Zhang Zhang lembra que uma vez alguém perguntou ao professor Hu Xile, se o AEM não for iniciado a tempo, a NovaMea terá um plano? O professor Hu Xile respondeu com firmeza: "Acredito que os produtos da NovaMea podem mudar o atual dilema do mercado e permitir que a indústria do hidrogénio verde se desenvolva mais rapidamente. Não pouparei esforços para promover a comercialização do AEM."

Actualmente, o hidrogénio verde desempenha um papel importante em áreas como o combustível de aviação sustentável e o metanol verde marítimo. A comercialização de AEM irá, sem dúvida, acelerar o desenvolvimento do hidrogénio verde.

Com a proposta da estratégia “duplo carbono”, a Lightspeed Photosynthesis continua atenta à inovação científica e tecnológica com foco na redução de carbono. Zhu Jia vê que ainda existem muitas questões técnicas importantes que precisam de ser resolvidas na indústria do hidrogénio verde e espera explorar mais novas oportunidades de investimento.